La navegación [1] es un campo de estudio que se centra en el proceso de seguimiento y control del movimiento de una embarcación o vehículo de un lugar a otro. [2] El campo de la navegación incluye cuatro categorías generales: navegación terrestre, [3] navegación marítima , navegación aeronáutica y navegación espacial. [1]
También es el término técnico utilizado para referirse al conocimiento especializado que utilizan los navegantes para realizar tareas de navegación. Todas las técnicas de navegación implican localizar la posición del navegante en comparación con ubicaciones o patrones conocidos.
La navegación, en un sentido más amplio, puede referirse a cualquier habilidad o estudio que implique la determinación de posición y dirección . [1] En este sentido, la navegación incluye la orientación y la navegación peatonal . [1]
En la época medieval europea, la navegación se consideraba parte del conjunto de siete artes mecánicas , ninguna de las cuales se utilizaba para viajes largos a través de océano abierto. La navegación polinesia es probablemente la forma más antigua de navegación en mar abierto; se basó en la memoria y la observación registradas en instrumentos científicos como los gráficos de oleaje oceánico de las Islas Marshall . Los primeros polinesios del Pacífico utilizaban el movimiento de las estrellas, el clima, la posición de ciertas especies de vida silvestre o el tamaño de las olas para encontrar el camino de una isla a otra.
La navegación marítima con instrumentos científicos como el astrolabio marinero se produjo por primera vez en el Mediterráneo durante la Edad Media. Aunque los astrolabios terrestres fueron inventados en el período helenístico y existieron en la antigüedad clásica y el Siglo de Oro islámico , el registro más antiguo de un astrolabio marino es el del astrónomo español Ramon Llull que data de 1295. [4] El perfeccionamiento de este instrumento de navegación se atribuye a Navegantes portugueses durante los primeros descubrimientos portugueses en la Era de los Descubrimientos . [5] [6] La descripción más antigua conocida de cómo fabricar y utilizar un astrolabio marino proviene del Arte de Navegar ( El arte de la navegación ) , del cosmógrafo español Martín Cortés de Albacar, publicado en 1551, [7] basado en el principio de el archipéndulo utilizado en la construcción de las pirámides egipcias .
La navegación en mar abierto utilizando el astrolabio y la brújula comenzó durante la Era de los Descubrimientos en el siglo XV. Los portugueses comenzaron a explorar sistemáticamente la costa atlántica de África a partir de 1418, bajo el patrocinio del príncipe Enrique . En 1488 Bartolomeu Días llegó al Océano Índico por esta ruta. En 1492 los monarcas españoles financiaron la expedición de Cristóbal Colón para navegar hacia el oeste para llegar a las Indias cruzando el Atlántico, lo que desembocó en el Descubrimiento de América . En 1498, una expedición portuguesa comandada por Vasco da Gama llegó a la India navegando alrededor de África, abriendo el comercio directo con Asia . Pronto, los portugueses navegaron más hacia el este, hasta las Islas de las Especias en 1512, y desembarcaron en China un año después.
La primera circunnavegación de la Tierra se completó en 1522 con la expedición de Magallanes-Elcano , un viaje de descubrimiento español liderado por el explorador portugués Fernando de Magallanes y completado por el navegante español Juan Sebastián Elcano tras la muerte del primero en Filipinas en 1521. La flota de siete Los barcos zarparon de Sanlúcar de Barrameda en el sur de España en 1519, cruzaron el Océano Atlántico y después de varias escalas rodearon el extremo sur de América del Sur . Algunos barcos se perdieron, pero la flota restante continuó a través del Pacífico haciendo varios descubrimientos, incluidos Guam y Filipinas. Para entonces, sólo quedaban dos galeones de los siete originales. El Victoria liderado por Elcano navegó a través del Océano Índico y hacia el norte siguiendo la costa de África, para llegar finalmente a España en 1522, tres años después de su partida. El Trinidad navegó hacia el este desde Filipinas, intentando encontrar una ruta marítima de regreso a América , pero no lo consiguió. La ruta hacia el este a través del Pacífico, también conocida como tornaviaje (viaje de regreso), sólo se descubrió cuarenta años después, cuando el cosmógrafo español Andrés de Urdaneta zarpó desde Filipinas, hacia el norte hasta el paralelo 39°, y chocó con la corriente de Kuroshio, hacia el este , que llevó a su galeón. a través del Pacífico. Llegó a Acapulco el 8 de octubre de 1565.
El término proviene de la década de 1530, del latín Navigationem (nom. navigatio ), de navigatus , pp. de navigare "navegar, navegar, ir por mar, dirigir un barco", de navis "barco" y de la raíz de agere ". conducir". [8]
Aproximadamente, la latitud de un lugar de la Tierra es su distancia angular al norte o al sur del ecuador . [9] La latitud generalmente se expresa en grados (marcados con °) que van desde 0° en el ecuador hasta 90° en los polos norte y sur. [9] La latitud del Polo Norte es 90° N, y la latitud del Polo Sur es 90° S. [9] Los marineros calcularon la latitud en el hemisferio norte observando la estrella polar ( Polaris ) con un sextante y usando la vista. Tablas de reducción para corregir la altura del ojo y la refracción atmosférica. La altura de Polaris en grados sobre el horizonte es la latitud del observador, dentro de un grado aproximadamente.
De manera similar a la latitud, la longitud de un lugar en la Tierra es la distancia angular al este u oeste del meridiano principal o meridiano de Greenwich . [9] La longitud generalmente se expresa en grados (marcados con °) que van desde 0° en el meridiano de Greenwich hasta 180° este y oeste. Sydney , por ejemplo, tiene una longitud de aproximadamente 151° este . La ciudad de Nueva York tiene una longitud de 74° oeste . Durante la mayor parte de la historia, los marineros lucharon por determinar la longitud. La longitud se puede calcular si se conoce el momento preciso del avistamiento. A falta de eso, se puede utilizar un sextante para tomar una distancia lunar (también llamada observación lunar , o "lunar" para abreviar) que, con un almanaque náutico , puede usarse para calcular el tiempo en longitud cero (ver Hora media de Greenwich ). . [10] Los cronómetros marinos fiables no estuvieron disponibles hasta finales del siglo XVIII y no fueron asequibles hasta el siglo XIX. [11] [12] [13] Durante aproximadamente cien años, desde aproximadamente 1767 hasta aproximadamente 1850, [14] los marineros que carecían de un cronómetro utilizaron el método de las distancias lunares para determinar la hora de Greenwich y encontrar su longitud. Un marinero con un cronómetro podría comprobar su lectura mediante la determinación lunar de la hora de Greenwich. [11] [15]
En navegación, una línea de rumbo (o loxódromo) es una línea que cruza todos los meridianos de longitud en el mismo ángulo, es decir, una trayectoria derivada de un rumbo inicial definido. Es decir, al tomar un rumbo inicial, se avanza a lo largo del mismo rumbo, sin cambiar la dirección medida en relación con el norte verdadero o magnético.
La navegación más moderna se basa principalmente en posiciones determinadas electrónicamente por receptores que recopilan información de los satélites. La mayoría de las otras técnicas modernas se basan en encontrar líneas de posición o LOP que se cruzan. [dieciséis]
Una línea de posición puede referirse a dos cosas diferentes, ya sea una línea en un gráfico o una línea entre el observador y un objeto en la vida real. [17] Un rumbo es una medida de la dirección hacia un objeto. [17] Si el navegante mide la dirección en la vida real, el ángulo se puede dibujar en una carta náutica y el navegante estará en algún lugar de esa línea de rumbo en la carta. [17]
Además de los rumbos, los navegantes también suelen medir distancias a los objetos. [16] En la carta, una distancia produce un círculo o arco de posición. [16] Los círculos, arcos e hipérbolas de posiciones a menudo se denominan líneas de posición.
Si el navegante traza dos líneas de posición y se cruzan debe estar en esa posición. [16] Un arreglo es la intersección de dos o más LOP. [dieciséis]
Si solo hay una línea de posición disponible, ésta podrá evaluarse con respecto a la posición a estima para establecer una posición estimada. [18]
Las líneas (o círculos) de posición se pueden derivar de una variedad de fuentes:
Existen algunos métodos que rara vez se utilizan en la actualidad, como "sumergir una luz" para calcular el rango geográfico desde el observador hasta el faro.
Los métodos de navegación han cambiado a lo largo de la historia. [20] Cada nuevo método ha mejorado la capacidad del marinero para completar su viaje. [20] Uno de los juicios más importantes que debe hacer el navegante es cuál es el mejor método a utilizar. [20] Algunos tipos de navegación se describen en la tabla.
La práctica de la navegación suele implicar una combinación de estos diferentes métodos. [20]
Mediante comprobaciones de navegación mental, un piloto o navegante estima trayectorias, distancias y altitudes que luego ayudarán al piloto a evitar errores graves de navegación. [21]
El pilotaje (también llamado pilotaje) implica navegar una aeronave mediante referencia visual a puntos de referencia [22] o una embarcación en aguas restringidas y fijar su posición con la mayor precisión posible a intervalos frecuentes. [23] Más que en otras fases de la navegación, la preparación adecuada y la atención a los detalles son importantes. [23] Los procedimientos varían de un buque a otro y entre buques militares, comerciales y privados. [23]
Un equipo de navegación militar casi siempre estará formado por varias personas. [23] Un navegante militar podría tener tomadores de rumbo estacionados en los repetidores giroscópicos en las alas del puente para tomar rumbos simultáneos, mientras que el navegante civil a menudo debe tomarlos y trazarlos él mismo. [23] Mientras que el navegante militar tendrá un libro de rumbos y alguien que registrará las entradas para cada punto, el navegante civil simplemente guiará los rumbos en la carta a medida que se toman y no los registrará en absoluto. [23]
Si el barco está equipado con un ECDIS , es razonable que el navegante simplemente controle el progreso del barco a lo largo de la derrota elegida, asegurándose visualmente de que el barco avanza según lo deseado, comprobando la brújula, la sonda y otros indicadores sólo ocasionalmente. [23] Si hay un práctico a bordo, como suele ser el caso en las aguas más restringidas, generalmente se puede confiar en su criterio, lo que alivia aún más la carga de trabajo. [23] Pero si el ECDIS falla, el navegante tendrá que confiar en su habilidad en los procedimientos manuales y probados en el tiempo. [23]
Los sistemas de navegación celeste se basan en la observación de las posiciones del Sol , la Luna , los planetas y las estrellas de navegación . Estos sistemas se utilizan tanto para la navegación terrestre como para la navegación interestelar. Al saber sobre qué punto de la Tierra en rotación se encuentra un objeto celeste y medir su altura sobre el horizonte del observador, el navegante puede determinar su distancia desde ese subpunto. Se utilizan un almanaque náutico y un cronómetro marino para calcular el subpunto en la Tierra sobre el que se encuentra un cuerpo celeste, y se utiliza un sextante para medir la altura angular del cuerpo sobre el horizonte. Luego, esa altura se puede usar para calcular la distancia desde el subpunto para crear una línea circular de posición. Un navegante dispara varias estrellas en sucesión para dar una serie de líneas de posición superpuestas. Donde se cruzan es el punto celestial. También se pueden utilizar la Luna y el Sol. El Sol también se puede utilizar por sí solo para disparar una sucesión de líneas de posición (mejor hacerlo alrededor del mediodía local) para determinar una posición. [24]
Para medir con precisión la longitud, se debe registrar el momento exacto del avistamiento del sextante (hasta el segundo, si es posible). Cada segundo de error equivale a 15 segundos de error de longitud, que en el ecuador es un error de posición de 0,25 millas náuticas, aproximadamente el límite de precisión de la navegación celeste manual.
El cronómetro marino accionado por resorte es un reloj de precisión que se utiliza a bordo de los barcos para proporcionar la hora exacta para las observaciones celestes. [24] Un cronómetro se diferencia de un reloj accionado por resorte principalmente en que contiene un dispositivo de palanca variable para mantener una presión uniforme sobre el resorte real y un volante especial diseñado para compensar las variaciones de temperatura. [24]
Un cronómetro accionado por resorte se ajusta aproximadamente a la hora media de Greenwich (GMT) y no se reinicia hasta que el instrumento se revisa y limpia, generalmente a intervalos de tres años. [24] La diferencia entre GMT y la hora del cronómetro se determina cuidadosamente y se aplica como corrección a todas las lecturas del cronómetro. [24] A los cronómetros accionados por resorte se les debe dar cuerda aproximadamente a la misma hora todos los días. [24]
Los cronómetros marinos de cristal de cuarzo han reemplazado a los cronómetros accionados por resorte a bordo de muchos barcos debido a su mayor precisión. [24] Se mantienen en GMT directamente desde señales horarias de radio. [24] Esto elimina el error del cronómetro y las correcciones de errores del reloj. [24] Si el segundero tiene un error de magnitud legible, se puede restablecer eléctricamente. [24]
El elemento básico para la generación del tiempo es un oscilador de cristal de cuarzo. [24] El cristal de cuarzo tiene compensación de temperatura y está sellado herméticamente en una envoltura al vacío. [24] Se proporciona una capacidad de ajuste calibrado para ajustarse al envejecimiento del cristal. [24]
El cronómetro está diseñado para funcionar durante un mínimo de un año con un solo juego de pilas. [24] Las observaciones se pueden cronometrar y ajustar los relojes del barco con un reloj de comparación, que se ajusta al tiempo del cronómetro y se lleva al ala del puente para registrar los tiempos de observación. [24] En la práctica, un reloj de pulsera coordinado al segundo más cercano con el cronómetro será suficiente. [24]
También se puede utilizar un cronómetro, ya sea de cuerda de resorte o digital, para observaciones celestes. [24] En este caso, el cronómetro inicia el reloj en un GMT conocido y se suma el tiempo transcurrido de cada mira para obtener el GMT de la mira. [24]
Todos los cronómetros y relojes deben controlarse periódicamente mediante una señal horaria por radio. [24] Los tiempos y frecuencias de las señales horarias de radio se enumeran en publicaciones como Radio Navigational Aids . [24]
El segundo componente crítico de la navegación celeste es medir el ángulo que se forma en el ojo del observador entre el cuerpo celeste y el horizonte sensible. Para realizar esta función se utiliza el sextante, un instrumento óptico. El sextante consta de dos conjuntos primarios. El marco es una estructura triangular rígida con un pivote en la parte superior y un segmento graduado de un círculo, denominado "arco", en la parte inferior. El segundo componente es el brazo índice, que está unido al pivote en la parte superior del marco. En la parte inferior hay un vernier sin fin que se sujeta a los dientes en la parte inferior del "arco". El sistema óptico consta de dos espejos y, generalmente, un telescopio de baja potencia. Un espejo, denominado "espejo índice", está fijado a la parte superior del brazo índice, sobre el pivote. A medida que se mueve el brazo índice, este espejo gira y la escala graduada en el arco indica el ángulo medido ("altitud").
El segundo espejo, denominado "cristal horizonte", está fijado en la parte frontal del marco. La mitad del cristal del horizonte es plateada y la otra mitad es transparente. La luz del cuerpo celeste incide en el espejo índice y se refleja en la parte plateada del cristal del horizonte y luego regresa al ojo del observador a través del telescopio. El observador manipula el brazo índice de modo que la imagen reflejada del cuerpo en el cristal del horizonte descanse sobre el horizonte visual, visto a través del lado transparente del cristal del horizonte.
El ajuste del sextante consiste en comprobar y alinear todos los elementos ópticos para eliminar la "corrección de índice". Se debe comprobar la corrección del índice, utilizando el horizonte o, más preferentemente, una estrella, cada vez que se utiliza el sextante. La práctica de realizar observaciones celestes desde la cubierta de un barco en movimiento, a menudo a través de una capa de nubes y con un horizonte brumoso, es, con diferencia, la parte más desafiante de la navegación celeste. [25]
El sistema de navegación inercial (INS) es un tipo de sistema de navegación a estima que calcula su posición basándose en sensores de movimiento. Antes de navegar, se establecen la latitud y longitud iniciales y la orientación física del INS con respecto a la Tierra (por ejemplo, norte y nivel). Después de la alineación, un INS recibe impulsos de detectores de movimiento que miden (a) la aceleración a lo largo de tres ejes (acelerómetros) y (b) la velocidad de rotación alrededor de tres ejes ortogonales (giroscopios). Estos permiten que un INS calcule de forma continua y precisa su latitud y longitud actuales (y, a menudo, su velocidad).
Las ventajas sobre otros sistemas de navegación son que, una vez alineado, un INS no requiere información externa. Un INS no se ve afectado por condiciones climáticas adversas y no puede detectarse ni bloquearse. Su desventaja es que, dado que la posición actual se calcula únicamente a partir de posiciones anteriores y sensores de movimiento, sus errores son acumulativos y aumentan a un ritmo aproximadamente proporcional al tiempo transcurrido desde que se ingresó la posición inicial. Por lo tanto, los sistemas de navegación inercial deben corregirse frecuentemente con una "fijación" de ubicación de algún otro tipo de sistema de navegación.
Se considera que el primer sistema inercial fue el sistema de guía V-2 implementado por los alemanes en 1942. Sin embargo, los sensores inerciales se remontan a principios del siglo XIX. [26] Las ventajas de los INS llevaron a su uso en aviones, misiles, buques de superficie y submarinos. Por ejemplo, la Marina de los EE. UU. desarrolló el Sistema de navegación inercial para barcos (SINS) durante el programa de misiles Polaris para garantizar un sistema de navegación confiable y preciso para inicializar sus sistemas de guía de misiles. Los sistemas de navegación inercial se utilizaron ampliamente hasta que estuvieron disponibles los sistemas de navegación por satélite (GPS). Los INS todavía son de uso común en submarinos (ya que la recepción GPS u otras fuentes fijas no son posibles mientras están sumergidos) y misiles de largo alcance.
No debe confundirse con la navegación por satélite, que depende de los satélites para funcionar, la navegación espacial se refiere a la navegación de las propias naves espaciales. Históricamente, esto se ha logrado (durante el programa Apolo ) a través de una computadora de navegación , un sistema de navegación inercial y mediante entradas celestiales ingresadas por los astronautas que fueron registradas con sextante y telescopio. Las computadoras de navegación espaciales, como las que se encuentran en las misiones Apolo y posteriores, están diseñadas para ser reforzadas contra una posible corrupción de datos debido a la radiación.
Otra posibilidad que se ha explorado para la navegación en el espacio profundo es la navegación Pulsar , que compara las ráfagas de rayos X de una colección de púlsares conocidos para determinar la posición de una nave espacial. Este método ha sido probado por múltiples agencias espaciales, como la NASA y la ESA . [27] [28]
Un radiogoniómetro o RDF es un dispositivo para encontrar la dirección de una fuente de radio . Debido a la capacidad de la radio para viajar distancias muy largas "sobre el horizonte", es un sistema de navegación particularmente bueno para barcos y aviones que puedan volar a cierta distancia de la tierra.
Los RDF funcionan girando una antena direccional y escuchando la dirección en la que llega con mayor intensidad la señal de una estación conocida. Este tipo de sistema fue ampliamente utilizado en los años 1930 y 1940. Las antenas RDF son fáciles de detectar en los aviones alemanes de la Segunda Guerra Mundial , como bucles debajo de la sección trasera del fuselaje, mientras que la mayoría de los aviones estadounidenses encerraban la antena en un pequeño carenado en forma de lágrima.
En aplicaciones de navegación, las señales RDF se proporcionan en forma de radiobalizas , la versión radiofónica de un faro . La señal suele ser una simple transmisión AM de una serie de letras en código morse , que el RDF puede sintonizar para ver si la baliza está "en el aire". La mayoría de los detectores modernos también pueden sintonizar cualquier estación de radio comercial, lo que resulta particularmente útil debido a su alta potencia y su ubicación cerca de las principales ciudades.
Decca , OMEGA y LORAN-C son tres sistemas de navegación hiperbólicos similares. Decca era un sistema de navegación por radio hiperbólico de baja frecuencia (también conocido como multilateración ) que se implementó por primera vez durante la Segunda Guerra Mundial cuando las fuerzas aliadas necesitaban un sistema que pudiera usarse para lograr aterrizajes precisos. Al igual que el Loran C , su uso principal era la navegación de barcos en aguas costeras. Los barcos pesqueros fueron los principales usuarios de la posguerra, pero también se utilizó en aviones, incluida una aplicación muy temprana (1949) de visualizaciones de mapas en movimiento. El sistema fue desplegado en el Mar del Norte y utilizado por helicópteros que operaban en plataformas petrolíferas .
El Sistema de Navegación OMEGA fue el primer sistema de radionavegación verdaderamente global para aviones, operado por los Estados Unidos en cooperación con seis países socios. OMEGA fue desarrollado por la Marina de los Estados Unidos para usuarios de la aviación militar. Fue aprobado para su desarrollo en 1968 y prometía una verdadera capacidad de cobertura oceánica mundial con sólo ocho transmisores y la capacidad de lograr una precisión de cuatro millas (6 km) al fijar una posición. Inicialmente, el sistema iba a utilizarse para hacer navegar a los bombarderos nucleares a través del Polo Norte hasta Rusia. Más tarde, se descubrió que era útil para los submarinos. Omega Debido al éxito del Sistema de Posicionamiento Global , el uso de Omega disminuyó durante la década de 1990, hasta un punto en el que el costo de operar Omega ya no podía justificarse. Omega finalizó el 30 de septiembre de 1997 y todas las estaciones dejaron de operar.
LORAN es un sistema de navegación terrestre que utiliza transmisores de radio de baja frecuencia que utilizan el intervalo de tiempo entre las señales de radio recibidas de tres o más estaciones para determinar la posición de un barco o avión. La versión actual de LORAN de uso común es LORAN-C, que opera en la porción de baja frecuencia del espectro EM de 90 a 110 kHz . Muchas naciones son usuarios del sistema, incluidos Estados Unidos , Japón y varios países europeos. Rusia utiliza un sistema casi exacto en el mismo rango de frecuencia, llamado CHAYKA . El uso de LORAN está en fuerte declive, siendo el GPS el principal sustituto. Sin embargo, hay intentos de mejorar y volver a popularizar LORAN. Las señales LORAN son menos susceptibles a las interferencias y pueden penetrar mejor en el follaje y los edificios que las señales GPS.
Cuando una embarcación se encuentra dentro del alcance del radar terrestre o de ayudas de radar especiales para la navegación, el navegante puede tomar distancias y rumbos angulares hacia los objetos cartografiados y utilizarlos para establecer arcos de posición y líneas de posición en una carta. [29] Una localización que consta únicamente de información de radar se denomina localización de radar. [30]
Los tipos de fijaciones de radar incluyen "alcance y rumbo a un solo objeto", [31] "dos o más rumbos", [31] "rumos tangentes" [31] y "dos o más alcances". [31]
La indexación paralela es una técnica definida por William Burger en el libro de 1957 The Radar Observer's Handbook . [32] Esta técnica implica crear una línea en la pantalla que sea paralela al rumbo del barco, pero desplazada hacia la izquierda o hacia la derecha por cierta distancia. [32] Esta línea paralela permite al navegante mantener una distancia determinada de los peligros. [32]
Se han desarrollado algunas técnicas para situaciones especiales. Uno de ellos, conocido como "método del contorno", implica marcar una plantilla de plástico transparente en la pantalla del radar y moverla a la carta para fijar una posición. [33]
Otra técnica especial, conocida como técnica de trazado de radar continuo de Franklin, consiste en dibujar en la pantalla del radar la trayectoria que debe seguir un objeto de radar si el barco se mantiene en el rumbo planificado. [34] Durante el tránsito, el navegante puede comprobar que el barco está encaminado comprobando que el punto se encuentra en la línea trazada. [34]
Sistema Global de Navegación por Satélite o GNSS es el término para los sistemas de navegación por satélite que proporcionan posicionamiento con cobertura global. Un GNSS permite a pequeños receptores electrónicos determinar su ubicación ( longitud , latitud y altitud ) dentro de unos pocos metros utilizando señales horarias transmitidas a lo largo de una línea de visión por radio desde satélites . Los receptores en tierra con una posición fija también se pueden utilizar para calcular la hora precisa como referencia para experimentos científicos.
En octubre de 2011, sólo el sistema de posicionamiento global (GPS) NAVSTAR de los Estados Unidos y el GLONASS ruso son GNSS plenamente operativos a nivel mundial. El sistema de posicionamiento Galileo de la Unión Europea es un GNSS de próxima generación en la fase final de implementación y entró en funcionamiento en 2016. China ha indicado que puede expandir su sistema de navegación regional Beidou a un sistema global.
Más de dos docenas de satélites GPS se encuentran en órbita terrestre media y transmiten señales que permiten a los receptores GPS determinar la ubicación , velocidad y dirección del receptor.
Desde que se lanzó el primer satélite experimental en 1978, el GPS se ha convertido en una ayuda indispensable para la navegación en todo el mundo y en una herramienta importante para la elaboración de mapas y la topografía . El GPS también proporciona una referencia temporal precisa que se utiliza en muchas aplicaciones, incluido el estudio científico de terremotos y la sincronización de redes de telecomunicaciones.
Desarrollado por el Departamento de Defensa de los Estados Unidos , el GPS se denomina oficialmente NAVSTAR GPS (NAVigation Satellite Timing And Ranging Global Positioning System). La constelación de satélites está gestionada por la 50.ª Ala Espacial de la Fuerza Aérea de los Estados Unidos . El costo de mantenimiento del sistema es de aproximadamente 750 millones de dólares al año, [35] incluyendo la sustitución de satélites obsoletos y la investigación y el desarrollo. A pesar de este hecho, el GPS es gratuito para uso civil como bien público .
Los teléfonos inteligentes modernos actúan como navegadores GPS personales para los civiles que los poseen. El uso excesivo de estos dispositivos, ya sea en el vehículo o a pie, puede conducir a una relativa incapacidad para aprender sobre los entornos navegados, lo que resulta en capacidades de navegación subóptimas cuando estos dispositivos dejan de estar disponibles. [36] [37] [38] Por lo general, también se proporciona una brújula para determinar la dirección cuando no se está moviendo.
El trabajo diario en navegación consiste en un conjunto mínimo de tareas coherentes con una navegación prudente. La definición variará según los buques militares y civiles, y de un barco a otro, pero el método tradicional adopta una forma parecida a: [39]
La navegación en los barcos suele realizarse siempre por el puente . También podrá tener lugar en un espacio adyacente, donde se encuentren disponibles tablas de cartas y publicaciones.
La planificación de pasaje o planificación de viaje es un procedimiento para desarrollar una descripción completa del viaje de un buque de principio a fin. El plan incluye abandonar el muelle y el área del puerto, la parte en ruta de un viaje, acercarse al destino y amarrar . Según el derecho internacional, el capitán de un barco es legalmente responsable de la planificación del viaje, [40] sin embargo, en barcos más grandes, la tarea se delegará al navegante del barco . [41]
Los estudios muestran que el error humano es un factor en el 80 por ciento de los accidentes de navegación y que en muchos casos el ser humano que cometió el error tuvo acceso a información que podría haber evitado el accidente. [41] La práctica de la planificación de viajes ha evolucionado desde dibujar líneas en cartas náuticas hasta convertirse en un proceso de gestión de riesgos . [41]
La planificación del paso consta de cuatro etapas: evaluación, planificación, ejecución y seguimiento, [41] que se especifican en la Resolución A.893(21) de la Organización Marítima Internacional , Directrices para la planificación de viajes, [42] y estas directrices se reflejan en las normas locales. leyes de los países signatarios de la OMI (por ejemplo, el Título 33 del Código de Regulaciones Federales de EE. UU .) y una serie de libros o publicaciones profesionales. Un plan de paso integral consta de unos cincuenta elementos, según el tamaño y el tipo de buque.
La etapa de evaluación se ocupa de la recopilación de información relevante para el viaje propuesto, así como de determinar los riesgos y evaluar las características clave del viaje. Esto implicará considerar el tipo de navegación requerida, por ejemplo, navegación en hielo , la región por la que pasará el barco y la información hidrográfica de la ruta. En la siguiente etapa, se crea el plan escrito. La tercera etapa es la ejecución del plan de viaje finalizado, teniendo en cuenta cualquier circunstancia especial que pueda surgir, como cambios en el clima, que puedan requerir una revisión o modificación del plan. La etapa final de la planificación del pasaje consiste en monitorear el progreso del buque en relación con el plan y responder a desviaciones e imprevistos.
Los conceptos de puentes electrónicos integrados están impulsando la planificación de futuros sistemas de navegación. [20] Los sistemas integrados toman entradas de varios sensores del barco, muestran electrónicamente información de posicionamiento y proporcionan las señales de control necesarias para mantener un barco en un rumbo preestablecido. [20] El navegante se convierte en un administrador del sistema, eligiendo ajustes preestablecidos del sistema, interpretando la salida del sistema y monitoreando la respuesta de la embarcación. [20]
La navegación para automóviles y otros viajes terrestres suele utilizar mapas , puntos de referencia y, últimamente, navegación por ordenador (" satnav ", abreviatura de navegación por satélite), así como cualquier medio disponible en el agua.
La navegación computarizada comúnmente se basa en GPS para obtener información de ubicación actual, una base de datos de mapas de navegación de carreteras y rutas navegables, y utiliza algoritmos relacionados con el problema del camino más corto para identificar rutas óptimas.
La navegación peatonal está involucrada en la orientación , la navegación terrestre (militar) y la señalización .
Los estándares profesionales de navegación dependen del tipo de navegación y varían según el país. Para la navegación marítima, los oficiales de cubierta de la Marina Mercante están capacitados y certificados internacionalmente según el Convenio STCW . [43] Los navegantes recreativos y aficionados pueden recibir lecciones de navegación en escuelas de formación locales o regionales. Los oficiales navales reciben formación en navegación como parte de su formación naval.
En materia de navegación terrestre, a menudo se imparten cursos y formación a los jóvenes como parte de la educación general o extracurricular. La navegación terrestre también es una parte esencial del entrenamiento militar. Además, organizaciones como el programa Scouts y DoE enseñan navegación a sus estudiantes. Las organizaciones de orientación son un tipo de deportes que requieren habilidades de navegación utilizando un mapa y una brújula para navegar de un punto a otro en terrenos diversos y generalmente desconocidos mientras se mueve a gran velocidad. [44]
En la aviación, los pilotos reciben formación en navegación aérea como parte del aprendizaje de volar.
Las organizaciones profesionales también ayudan a fomentar mejoras en la navegación o reunir a los navegantes en entornos aprendidos. El Real Instituto de Navegación (RIN) es una sociedad científica con estatus benéfico, cuyo objetivo es promover el desarrollo de la navegación terrestre y marítima, aérea y espacial. Fue fundado en 1947 como un foro para que marineros, pilotos, ingenieros y académicos compararan sus experiencias e intercambiaran información. [45] En los EE.UU., el Instituto de Navegación (ION) es una organización profesional sin fines de lucro que promueve el arte y la ciencia del posicionamiento, la navegación y la sincronización. [46]
Hay numerosas publicaciones náuticas disponibles sobre navegación, que son publicadas por fuentes profesionales de todo el mundo. En el Reino Unido, el Servicio Hidrográfico del Reino Unido , el Witherby Publishing Group y el Nautical Institute proporcionan numerosas publicaciones de navegación, incluido el completo Manual de navegación del Almirantazgo. [47] [48]
En los EE. UU., American Practical Navigator de Bowditch es una enciclopedia de navegación disponible gratuitamente publicada por el gobierno de los EE. UU. [49]
{{cite web}}: Mantenimiento CS1: copia archivada como título ( enlace )Almanaque Náutico 1849-1851.
Los cronómetros no se suministraron regularmente a la Royal Navy hasta aproximadamente 1825.
... lo que he dicho, servirá para mostrar la absoluta necesidad de contar con cronómetros de primer nivel, o las observaciones lunares cuidadosamente atendidas; y nunca se omite tomarse cuando sea posible.
